Пример 21. Расчет отдельно стоящего фундамента по материалу.

Задание: Рассчитать фундамент (пример 7) по материалу. Нагрузки на фундамент , . Сечение колонны . Размеры подошвы фундамента м. Материал фундамента бетон класса В-15, с МПа, МПа, арматура класса А-III с МПа, поперечная класса A-I с МПа.

Решение:

Для колонны сечением размеры типового подколонника м, глубина стакана 0,8 м, размеры стакана , размеры ступеней м, , высота ступеней м.

Проверяем принятые размеры.

Расчетные значения эксцентриситетов:

м, т.е.

м.

Толщина стенок стакана должна быть

м, и не менее 0,15 м.

Проверяем принятые размеры подколонника:

м – верно (1,2 м),

м- верно(1,2 м).

Глубина стакана должна быть не менее: , (т. к. , , где =0,9 м – высота подколонника), принимается глубина стакана 0,8 > 0,6.

Размеры дна стакана понизу:

для данного фундамента 75´55 см– поверху, 70´50 см– понизу.

Толщина защитного слоя принимается 70 мм, т.к. нет бетонной подготовки под фундамент.

Расчет на продавливание.

Проверяем условие:

;

м – от верха плитной части до низа колонны;

м.

Пирамида продавливания строится от дна стакана.

где 3110 кН – расчетная продавливающая сила, – коэффициент условий работы бетона.

м,

где м;

Прочность рассматриваемой грани обеспечена. Устанавливаем вынос нижней ступени.

где – рабочая высота нижней ступени фундамента – 0,23 м, k – коэффициент по табл. 5.1[ пособ ].

k=3, определен при p=206,3 кПа (среднее давление под подошвой определенное без учета веса грунта);

м (0,45 м – в данном фундаменте).

Проверяем на продавливание.

, где

кН (пример 7),

м,

– выполняется.

Минимальные размеры остальных ступеней:

м – выполнено,

- для рассчитываемого фундамента –1,8 м.

Расчет на раскалывание

Определяем площадь вертикальных сечений фундамента в плоскостях проходящих по осям сечения колонны:

м ,

;

при ;

прочность на раскалывание определяется из условия:

кН.

Рис.24 Армирование фундамента мелкого заложения

Расчет плитной части на изгиб

Изгибающий момент в сечении в направлении l (большего размера)

кН.м,

где кПа,

Во втором сечении:

кН.м,

кПа,

По грани подколонника:

м,

кПа,

кН.м.

По большему значению момента:

где принимается равным 0,9 или определяется в зависимости от . Назначаем шаг продольной арматуры 200мм, требуется 16 стержней.

назначаем мм, .

Для определения площади арматуры в направлении короткой стороны при используем формулу:

где – размеры ступеней и подколонника (2,4м; 1,8м;1,2м) – расчетные сечения,

– среднее давление под подошвой,

кН.м,

Площадь одного стержня: .

Принимаем мм, .

Расчет продольной арматуры подколонника.

Расчетный эксцентриситет продольной силы:

м,

где – толщина защитного слоя.

где – статический момент коробчатого сечения.

м – рабочая высота сечения,

м.

Армируем конструктивно. Минимальная площадь сечения продольной арматуры

не менее 0,05.

Принимаем 4 стержня диаметром 16 класса A-III, .

Расчет поперечной арматуры.

В плоскости x (вдоль стороны l)

м,

кН.м,

где – расчетная заделка колонны в стакан м.

где – расстояние от плоскости сеток до точки поворота колонны в пределах расчетной высоты стакана. Расстояние между осями сеток не более 200 мм. Принимаем шаг 150 мм.

м.

Принимаем 4 стержня диаметром 12 класса A-I .

Расчет на местное смятие.

– выполняется,

армирование подколонника под стаканом не требуется.